JP3703706B2 - リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置 - Google Patents

リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3703706B2
JP3703706B2 JP2000317748A JP2000317748A JP3703706B2 JP 3703706 B2 JP3703706 B2 JP 3703706B2 JP 2000317748 A JP2000317748 A JP 2000317748A JP 2000317748 A JP2000317748 A JP 2000317748A JP 3703706 B2 JP3703706 B2 JP 3703706B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
circuit
power supply
reset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000317748A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002124861A (ja
Inventor
能英 阪東
敏也 内田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2000317748A priority Critical patent/JP3703706B2/ja
Priority to US09/820,714 priority patent/US6429705B1/en
Publication of JP2002124861A publication Critical patent/JP2002124861A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3703706B2 publication Critical patent/JP3703706B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/22Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied
    • H03K17/223Modifications for ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied in field-effect transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • H03K17/145Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リセット回路を有する半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、DRAM等の半導体装置は、リセット回路を内蔵している。電源の立ち上げ時にこのリセット回路を動作させ、内部回路を初期化することで、半導体装置の誤動作が防止される。
図9は、半導体装置に内蔵されるリセット回路の例を示している。
【0003】
リセット回路は、nMOSトランジスタ2、電圧生成回路4、負荷回路6、および波形成形回路8を有している。nMOSトランジスタ2は、ゲート電極をノードND01に接続し、ドレイン電極をノードND02に接続し、ソース電極を接地線VSSに接続している。電圧生成回路4は、電源線VCCと接地線VSSとの間にノードND01を介して抵抗R1、R2を直列に接続して構成されている。負荷回路6は、一端を電源線VCCに接続され、他端をノードND02に接続された抵抗R3で形成されている。波形成形回路8は、直列に接続された2つのインバータで構成されている。波形成形回路8は、入力をノードND02に接続し、出力からリセット信号RSTを出力している。
【0004】
この種のリセット回路は、トランジスタ(この例では、nMOS トランジスタ2)の閾値を利用して、電源電圧VCCが所定の値まで上昇したことを検出し、リセット信号RSTを非活性化する。
【0005】
図10は、上述したリセット回路の動作を示している。
半導体装置に外部電源電圧VCCの供給が開始されると、リセット信号RSTのレベルは、所定の期間、外部電源電圧VCCに追従して上昇し、その後低レベルに変化する(非活性化)。半導体装置のうち初期化が必要な内部回路は、電源電圧VCCが所定の値になった後、リセット信号RSTが非活性化されるまでの期間T1に初期化される。そして、リセット信号RSTが非活性化されることで、リセット動作が終了し、内部回路は通常の動作を開始する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
近時、半導体装置の動作電圧が低くなってきており、外部から供給される電源電圧VCCも低くなっている。トランジスタの閾値は、電源電圧VCCにほとんど依存しないため、電源電圧VCCに対するトランジスタの閾値の比率は大きくなる。この結果、リセット回路の電源電圧VCCの検出レベルは、閾値の変動により大きく変化し、動作電圧が高いときに比べ、閾値の変動に対するリセット信号RSTの非活性化タイミングのずれ量(図10のT2)は、大きくなる。トランジスタの閾値は、半導体装置の製造条件、ウエハ上でのチップの位置、製造ロット内でのウエハの位置によって相違し、あるいは、半導体装置の動作時の温度に依存して変動する。
【0007】
例えば、リセット信号RSTの非活性化タイミングが早い側にずれた場合、リセット期間T1が短くなる。このとき、内部回路が正常に初期化されないおそれがある。最悪の場合、内部回路の初期化に必要なリセット信号RSTの高レベル期間は、なくなってしまう。また、リセット信号RSTの非活性化タイミングが遅い側にずれた場合、リセット信号RSTが非活性化されないおそれがある(常に高レベル)。
【0008】
半導体装置の製造時におけるトランジスタの閾値のずれに対処するために、例えば、上述した電圧生成回路4を多数の抵抗とヒューズとで形成する場合がある。そして、ヒューズのトリミングにより、直列に接続される抵抗が選択され、ノードND01に発生する電圧は、閾値に合わせて調整される。しかし、このような電圧生成回路では、抵抗およびヒューズは、大きなレイアウト面積が必要になるため、チップサイズが大きくなってしまうという問題があった。また、ヒューズをトリミングする工程が必要なため、製造コストが増大してしまう。
【0009】
本発明の目的は、トランジスタの閾値の変動の影響を受けることなくリセット信号を生成することにある。すなわち、リセット回路が生成するリセット信号の非活性化タイミングのばらつきを低減することにある。
本発明の別の目的は、リセット信号により半導体装置の内部回路を確実に初期化し、半導体装置の誤動作を防止することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1のリセット回路および請求項5のリセット回路を有する半導体装置では、リセット回路は、ゲート電極で第1電圧を受ける第1トランジスタと、ゲート電極で第2電圧を受ける第2トランジスタとを備えている。第2トランジスタは、ゲート幅Wおよびチャネル長Lの比W/L(トランジスタサイズ)が第1トランジスタの比W/Lより大きくなるように形成されている。第1電圧は、電源電圧の上昇に追従して上昇する。第2電圧は、電源電圧の上昇に追従して上昇し第1電圧より低い。
【0011】
第2トランジスタのゲート電圧(正確には、ソース・ゲート間電圧)は、第1トランジスタのゲート電圧より常に低くなる。第2トランジスタのトランジスタサイズは、第1トランジスタのサイズより大きい。このため、電源電圧が供給されてしばらくの期間(電源電圧が低い期間)、第2トランジスタのソース・ドレイン間電流(サブスレッショルド電流)は、第1トランジスタのソース・ドレイン間電流より大きくなる。
【0012】
第1電圧は、第2電圧より常に高いため、第1トランジスタのソース・ドレイン間電流の増加量は、第2トランジスタのソース・ドレイン間電流の増加量より大きい。換言すれば、反転層は、第1トランジスタの方が第2トランジスタより早く形成される。この結果、所定の電源電圧で、第1トランジスタと第2トランジスタのソース・ドレイン間電流は等しくなり、その後、第1トランジスタのソース・ドレイン間電流は、第2トランジスタのソース・ドレイン間電流より大きくなる。すなわち、所定の電源電圧で、第1および第2トランジスタのソース・ドレイン間電流は、逆転する。
【0013】
第1および第2のトランジスタの閾値がともに高い場合、ソース・ドレイン間電流は、ともに大きくなる。このため、電流が逆転する電源電圧は、ほとんど変化しない。第1および第2のトランジスタの閾値がともに低い場合も同様である。ソース・ドレイン間電流の値がクロスすることを利用して、リセット信号を生成することで、トランジスタの閾値によらず常に所定の電源電圧でリセット信号を発生できる。
【0014】
したがって、半導体装置内にこのリセット回路を形成した場合、半導体装置の内部回路は、閾値の変動の影響を受けることなく、電源電圧が所定の値になったときに常に初期化される。リセット信号は、例えば、電流値を直接検出することで生成してもよく、トランジスタのドレイン電極に発生する電圧を利用して生成してもよい。
また、請求項1のリセット回路および請求項5のリセット回路を有する半導体装置は、負荷回路を備えている。負荷回路は、第1トランジスタのドレイン電極および第2トランジスタのドレイン電極に接続され、これ等第1および第2トランジスタに電流を供給する。リセット信号は、第1トランジスタのドレイン電極および第2トランジスタのドレイン電極の少なくとも一方の電圧変化に基づいて生成される。すなわち、負荷回路により、第1および第2トランジスタのソース・ドレイン間電流に基づいて電圧を発生させることで、容易に、リセット信号を生成できる。電圧変化に基づいて生成されるリセット信号により、所定の回路を確実に初期化できる。
【0015】
請求項2のリセット回路では、第1及び第2のトランジスタのチャネル長Lが同一にされることで、2つのトランジスタの間でサブスレッショルド特性の相対的な位置関係の制御性が良くなり、所望のV−I特性を容易に実現できる。
請求項3のリセット回路は、第1電圧および第2電圧が、電圧生成回路により確実に生成される。
【0016】
請求項4のリセット回路は、接地回路を備えている。接地回路は、第1トランジスタのソース電極および第2トランジスタのソース電極に接続され、これ等第1および第2トランジスタに流れる電流を調整する。このため、リセット回路で消費する電流を最小限にしてリセット信号を生成できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【0018】
図1は、本発明のリセット回路およびリセット回路を有する半導体装置の一実施形態を示している。この実施形態は、本発明の基本原理を示している。この実施形態は、請求項1ないし請求項5に対応する。
半導体装置は、シリコン基板上にCMOSプロセスを使用して、例えばSDRAM(Synchronous DRAM)として形成されている。
【0019】
SDRAMは、リセット回路10と、リセット回路10から生成されるリセット信号RSTにより初期化される内部回路12とを有している。リセット回路10は、nMOSトランジスタからなる第1トランジスタ14、第2トランジスタ16、電圧発生回路18、負荷回路20、接地回路22、および波形成形回路24を有している。SDRAMは、図示した以外にも、入出力回路、メモリコア、およびメモリコアを制御する制御回路等を有している。
【0020】
第2トランジスタ16のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lは、第1トランジスタ14のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lより大きくされている。図中では、第2トランジスタ16の大きさを第1トランジスタ14より大きくしている。第1トランジスタ14および第2トランジスタ16は、ソース電極を互いに接続している。これ等ソース電極は、接地回路22に接続されている。第1トランジスタ14のゲートは、ノードND04を介して電圧発生回路18に接続されている。第2トランジスタ16のゲートは、ノードND05を介して電圧発生回路18に接続されている。第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極は、それぞれノードND06、ND07を介して負荷回路20に接続されている。第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極の少なくとも一方は、波形成形回路24に接続されている。
【0021】
波形成形回路24は、リセット信号RSTを出力している。リセット信号RSTは、例えば、電源のオン時に所定の期間活性化(高レベル)され、その後非活性化される。
電圧発生回路18には、電源線VCCおよび接地線VSSが接続されている。以降の説明では、電源線VCCに供給される電圧を電源電圧VCCと称し、接地線VSSに供給される電圧を接地電圧VSSと称する。電圧発生回路18は、電源電圧VCCの上昇に追従してノードND04に第1電圧V1を発生し、ノードND05に第1電圧V1より低い第2電圧V2を発生させる。すなわち、第1トランジスタ14は、電源電圧VCCの上昇に追従して上昇する第1電圧V1をゲート電極で受け、第2トランジスタ16は、電源電圧VCCの上昇に追従して上昇する第2電圧V2(第1電圧V1より低い)をゲート電極で受ける。
【0022】
負荷回路20は、電源線VCCに接続されており、第1および第2トランジスタ14、16に電流を供給し、第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極に電圧を発生させる。接地回路22は、第1および第2トランジスタ14、16に流れる電流を調整する。このため、リセット回路10で消費する電流を最小限にしてリセット信号RSTを生成できる。負荷回路20が、第1および第2トランジスタ14、16に流れる電流を調整できる場合、接地回路22は不要である。
【0023】
波形成形回路24は、第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極に発生する電圧波形を成形し、リセット信号RSTとして出力する。
図2は、サブスレッショルド領域における第1および第2トランジスタ14、16のゲート・ソース間電圧VGSに対するソース・ドレイン間電流IDSの変化を示している。第1トランジスタ14の特性は破線で示され、第2トランジスタ16の特性は実線で示されている。換言すれば、第1および第2トランジスタ14、16は、図2の特性になるように形成されている。なお、IDS特性は、次式より求められる。
【0024】
IDS=(W/L)×β×(VGS−Vth)2
ここで、IDSはソース・ドレイン間電流、W、Lはそれぞれトランジスタのゲート幅、ゲート長、βはトランジスタ固有の定数、VGSはゲート・ソース間電圧、Vthはトランジスタの閾値を表している。
実線および破線において、図の上側の線は、トランジスタの閾値が規格内で最も低いときを示し、図の下側の線は、トランジスタの閾値が規格内で最も高いときを示している。図1に示したリセット回路10は、後述するように、電源電圧VCCが例えば1.2Vまでの間、リセット信号RSTを高レベルにし(リセット期間)、電源電圧VCCが1.2Vを超えたときに、リセット信号RSTを低レベルに変化させる。
【0025】
この例では、ノードND04、ND05の電圧(第1および第2トランジスタ14、16のゲート電圧)が、それぞれ約0.35V、0.3Vになったときに、リセット信号RSTは低レベルに変化する。これ等電圧の前後において、電圧の変化に対する電流の変化量は、第1および第2トランジスタ14、16ともほぼ同一になる。このため、これ等電圧において、それぞれ第1および第2トランジスタ14、16のソース・ドレイン間電流IDSは、閾値によらず等しくなる。
【0026】
図3は、上述したリセット回路10の動作を示している。図の上側は、電源電圧VCCに対する第1電圧V1、第2電圧V2、およびリセット信号RSTの変化を示している。図の下側は、電源電圧VCCに対する第1および第2トランジスタ14、16のソース・ドレイン間電流IDSの変化を示している。
SDRAMを搭載するシステムの電源がオンされ、電源電圧VCCが上昇すると、電圧VCCに追従して第1電圧V1および第2電圧V2が上昇する(図3(a))。第1電圧V1は、第2電圧V2より常に高い。トランジスタのサブスレッショルド領域では、比W/Lの大きい第2トランジスタ16の電流IDSが、第1トランジスタ14の電流IDSに比べて大きい(図3(b))。
【0027】
このとき、図1に示したノードND06の電圧は、ノードND07の電圧より高くなり、リセット信号RSTは、高レベルになっている(図3(c))。SDRAMの内部回路は、電源電圧VCCが所定値以上に上昇した地点で、リセット信号RSTの活性化を受け、初期化される。
第1電圧V1は、第2電圧V2より常に高いため、第1トランジスタ14の電流IDSの増加量は、第2トランジスタ16の電流IDSの増加量より大きくなる(図3(d))。換言すれば、第1トランジスタ14におけるチャネルの反転層は、第2トランジスタ16におけるチャネルの反転層より早く形成される。
【0028】
この後、第1および第2トランジスタ14、16の電流IDSは増加し、両電流IDSは、等しくなる(図3(e))。このとき、ノードND06、ND07の電圧は、等しくなる。第1および第2トランジスタ14、16の電流IDSが等しくなったことに基づいて、リセット信号RSTが低レベルに変化する(図3(f))。すなわち、本発明は、トランジスタのサブスレッショルド領域の特性と、反転層が形成されたときの特性を利用して、リセット信号RSTを発生する。
【0029】
この後、第1トランジスタ14の電流IDSは、第2トランジスタ16の電流IDSより大きくなる(図3(g))。このため、ノードND06の電圧は、ノードND07の電圧より低くなる。
図1に示したSDRAMの内部回路は、リセット信号RSTの非活性化(低レベル)を受けて初期化状態を解除し、通常動作可能な状態になる。
【0030】
SDRAMの製造条件により、第1および第2トランジスタ14、16の閾値は、ともに同じ側に変動する。図2に示したように、電圧VGSが0.3V〜0.35Vの範囲において、第1および第2トランジスタ14、16の電流IDSは、閾値が変化したときも同一になる。したがって、図3に矢印で示したように、閾値が変動しても両トランジスタ14、16の電流IDSの交点は、電流方向(図の縦方向)のみに変化する。この結果、第1および第2トランジスタ14、16の閾値が変化しても、リセット信号RSTは、常に所定の電源電圧VCC(この例では、約1.2V)で非活性化される。
【0031】
以上、本実施形態では、リセット回路10に2つのnMOSトランジスタ14、16を形成し、電源電圧の上昇時に、トランジスタサイズの大きいnMOSトランジスタ16のゲート電極に、トランジスタサイズの小さいnMOSトランジスタ14のゲート電極より常に低い電圧を与えた。第1および第2のトランジスタ14、16のソース・ドレイン間電流IDSの値がクロスすることを利用して、リセット信号RSTを生成することで、トランジスタ14、16の閾値によらず常に所定の電源電圧VCCでリセット信号RSTを発生できる。
【0032】
SDRAM内にこのリセット回路10を形成したので、SDRAMの内部回路12を、常に所定の電源電圧で初期化できる。
負荷回路20により、第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極に電圧を発生させたので、リセット信号RSTを第1トランジスタ14のドレイン電極および第2トランジスタ16のドレイン電極の少なくとも一方の電圧変化に基づいて容易に生成できる。
【0033】
第1および第2トランジスタ14、16のソース電極に接地回路22を接続したので、これ等第1および第2トランジスタ14、16に流れる電流を調整できる。このため、リセット回路10で消費する電流を最小限にしてリセット信号RSTを生成できる。
電源電圧VCCに基づいて第1電圧V1および第2電圧V2を生成する電圧生成回路18を形成したので、第1電圧V1および第2電圧V2を確実に生成できる。
【0034】
図4は、本発明のリセット回路およびリセット回路を有する半導体装置の第1の実施例を示している。この実施例は、請求項1ないし請求項5に対応している。上述した実施形態と同様の要素については、同じ符号を付し、これ等要素については詳細な説明を省略する。この実施例においても上述した実施形態と同様に、リセット回路は、SDRAMの内部に形成され、SDRAMの内部回路の初期化を行う。
【0035】
リセット回路は、第1トランジスタ14、第2トランジスタ16、電圧発生回路26、28、負荷回路30、接地回路32、およびインバータからなる波形成形回路34を有している。
第2トランジスタ16のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lは、第1トランジスタ14のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lの20倍にされている。特に、チャネル長Lは互いに同じにし、ゲート幅Wを第1トランジスタ14の20倍にしている。第1トランジスタ14および第2トランジスタ16は、ソース電極を互いに接続している。これ等ソース電極は、接地回路32に接続されている。第1トランジスタ14のゲートは、ノードND04(第1電圧V1)を介して電圧発生回路26に接続されている。第2トランジスタ16のゲートは、ノードND05(第2電圧V2)を介して電圧発生回路28に接続されている。第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極は、それぞれノードND06、ND07を介して負荷回路30に接続されている。第2トランジスタ16のドレイン電極(ノードND07)は、波形成形回路34に接続されている。波形成形回路34は、リセット信号RSTを出力している。電圧生成回路26は、電源線VCCと接地線VSSとの間にノードND04(第1電圧V1)を介して抵抗R4、R5を直列に接続して構成されている。電圧生成回路28は、電源線VCCと接地線VSSとの間にノードND05(第2電圧V2)を介して抵抗R6、R7を直列に接続して構成されている。負荷回路30は、一端を電源線VCCに接続し、他端をノードND06およびノードND07にそれぞれ接続した抵抗R8、R9で形成されている。接地回路32は、一端を接地線VSSに接続し、他端を第1および第2トランジスタ14、16のソース電極に接続した抵抗R10で形成されている。抵抗R4〜R10は、拡散層を利用して形成されている(拡散抵抗)。
【0036】
この実施例のリセット回路では、電圧生成回路26は、電源電圧VCCに追従して第1電圧V1を生成する。電圧生成回路28は、電源電圧VCCに追従して、第1電圧V1より低い第2電圧V2を生成する。そして、第1トランジスタ14のソース・ドレイン間電流IDSと第2トランジスタのソース・ドレイン間電流IDSが等しくなったときに、リセット信号RSTが非活性化され、SDRAMの内部回路の初期化状態が解除される。リセット回路の動作は、上述した図3と同一である。
【0037】
この実施例においても、図1に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。
図5は、本発明のリセット回路およびリセット回路を有する半導体装置の第2の実施例を示している。この実施例は、請求項1ないし請求項5に対応している。上述した実施形態および第1の実施例と同様の要素については、同じ符号を付し、これ等要素については詳細な説明を省略する。この実施例においても上述と同様に、リセット回路は、SDRAMの内部に形成され、SDRAMの内部回路の初期化を行う。
【0038】
リセット回路は、第1トランジスタ14、第2トランジスタ16、電圧発生回路36、負荷回路38、接地回路40、および波形成形回路34を有している。
第2トランジスタ16のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lは、第1トランジスタ14のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lの20倍にされている。第1トランジスタ14および第2トランジスタ16は、ソース電極を互いに接続している。これ等ソース電極は、接地回路40に接続されている。第1トランジスタ14のゲートは、ノードND04を介して電圧発生回路36に接続されている。第2トランジスタ16のゲートは、ノードND05を介して電圧発生回路36に接続されている。第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極は、それぞれノードND06、ND07を介して負荷回路38に接続されている。第2トランジスタ16のドレイン電極(ノードND07)は、波形成形回路34に接続されている。波形成形回路34は、リセット信号RSTを出力している。電圧生成回路36は、電源線VCCと接地線VSSとの間にノードND04、ND05を介して抵抗R11、R12、R13を直列に接続して構成されている。負荷回路38は、2つのpMOSトランジスタで構成されたカレントミラー回路を有している。pMOSトランジスタは、ソース電極を電源線VCCに接続し、ゲート電極をノードND06に接続し、ドレイン電極をそれぞれノードND06、ND07に接続している。接地回路40は、ゲート電極を電源線VCCに接続し、ソース電極を接地線VSSに接続し、ドレイン電極を第1および第2トランジスタ14、16のソース電極に接続したnMOSトランジスタで形成されている。
【0039】
この実施例においても、上述した第1の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施例では、1つの電圧生成回路36により、第1電圧V1および第2電圧V2を両方生成したので、第1の実施例に比べ、第1電圧V1および第2電圧V2の関係を容易に保持できる。また、電圧生成回路のレイアウト面積を小さくできる。負荷回路38をカレントミラー回路で構成したので、第1および第2電圧V1、V2の変化に対するリセット信号RSTの追従性を、第1の実施例に比べ向上できる。接地回路40をnMOSトランジスタで構成したので、拡散抵抗で接地回路を形成した場合に比べレイアウト面積を第1の実施例に比べ小さくできる。
【0040】
図6は、本発明のリセット回路およびリセット回路を有する半導体装置の第3の実施例を示している。この実施例は、請求項1ないし請求項5に対応している。上述した実施形態および実施例と同様の要素については、同じ符号を付し、これ等要素については詳細な説明を省略する。この実施例においても上述と同様に、リセット回路は、SDRAMの内部に形成され、SDRAMの内部回路の初期化を行う。
【0041】
リセット回路は、第1トランジスタ14、第2トランジスタ16、電圧発生回路36、負荷回路42、44、および波形成形回路46を有している。
第2トランジスタ16のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lは、第1トランジスタ14のゲート幅Wとチャネル長Lとの比W/Lの20倍にされている。第1トランジスタ14および第2トランジスタ16は、ソース電極を接地線VSSに接続している。第1トランジスタ14のゲートは、ノードND04(第1電圧V1)を介して電圧発生回路36に接続されている。第2トランジスタ16のゲートは、ノードND05(第2電圧V2)を介して電圧発生回路36に接続されている。第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極は、それぞれノードND06(電圧V3)、ND07(電圧V4)を介して負荷回路42、44に接続されている。第1および第2トランジスタ14、16のドレイン電極(ノードND06、ND07)は、波形成形回路46に接続されている。波形成形回路46は、リセット信号RSTを出力している。負荷回路42、44は、ダイオード接続されたMOSトランジスタで構成されている。すなわち、負荷回路42、44のnMOSトランジスタのゲート電極およびドレイン電極は、電源線VCCに接続され、ソース電極は、それぞれノードND06、ND07に接続されている。
【0042】
波形成形回路46は、nMOSトランジスタ46a、46bおよびpMOSトランジスタ46c、46dで構成されたカレントミラー回路と、リセット信号RSTを出力するインバータ46eとを有している。nMOSトランジスタ46aは、ソース電極を接地線VSSに接続し、ゲート電極をノードND09に接続し、ドレイン電極をノードND08に接続している。MOSトランジスタ46bは、ソース電極を接地線VSSに接続し、ゲート電極およびドレイン電極をノードND09に接続している。pMOSトランジスタ46cは、ソース電極を電源線VCCに接続し、ゲート電極をノードND06に接続し、ドレイン電極をノードND08に接続している。pMOSトランジスタ46dは、ソース電極を電源線VCCに接続し、ゲート電極をノードND07に接続し、ドレイン電極をノードND09に接続している。インバータ46eは、入力をノードND08に接続している。
【0043】
図7は、上述したリセット回路の動作を示している。
SDRAMを搭載するシステムの電源がオンされ、電源電圧VCCが上昇すると、電圧VCCに追従して第1電圧V1および第2電圧V2が上昇する(図7(a))。図6に示したノードND06、ND07の電圧V3、V4は、サブスレッショルド領域では、図2に示したようにトランジスタ16の電流IDS2が大きいため、電圧V4が低くなる(図7(b))。図6に示した波形成形回路46は、カレントミラー回路で電圧V3とこの電圧より低い電圧V4を受け、高レベルのリセット信号RSTを出力する(図7(c))。
【0044】
電源電圧VCCの上昇に伴い、電圧V3、V4は等しくなる(図7(d))。その後、図2に示したトランジスタ14の電流IDS1がトランジスタ16の電流IDS2より大きくなることで、電圧V3は電圧V4より低くなる(図7(e))。波形成形回路46は、カレントミラー回路で電圧V3とこの電圧より高い電圧V4を受け、リセット信号RSTを低レベルにする(図7(f))。
【0045】
さらに、電源電圧VCCが上昇し、第1電圧V1および第2電圧V2が上昇すると、トランジスタ14、16のオン抵抗が下がり、電圧V3、V4は下がる。このとき、トランジスタサイズの大きいトランジスタ16の方がオン抵抗が下がるため、トランジスタ16に接続されたノードND07の電圧V4は、再び電圧V3より低くなる(図7(g))。しかし、波形成形回路46のカレントミラー回路は、電源電圧が2Vを超えたあたりで差動増幅する動作領域から外れ、pMOSトランジスタ46c、46dはともにオンする。このため、リセット信号RSTが再び高レベルに変化することはない。
【0046】
この実施例においても、上述した第3の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施例では、トランジスタ14、16のドレイン電極に発生する電圧V3、V4を、波形成形回路46のカレントミラー回路に与えたので、第1および第2電圧V1、V2の変化に対するリセット信号RSTの追従性を、第2の実施例に比べさらに向上できる。
【0047】
図8は、本発明のリセット回路およびリセット回路を有する半導体装置の第4の実施例を示している。この実施例は、請求項1ないし請求項5に対応している。上述した実施形態および実施例と同様の要素については、同じ符号を付し、これ等要素については詳細な説明を省略する。この実施例では、電圧発生回路48が、第3の実施例の電圧発生回路36の代わりに使用されている。その他の構成は、第3の実施例と同一である。
【0048】
電圧発生回路48は、電源線VCCと接地線VSSとの間にダイオード接続されたnMOSトランジスタ48aおよび抵抗R14、R15、R16を直列に接続して構成されている。nMOSトランジスタ48aのゲート電極およびドレイン電極は、電源線VCCに接続され、ソース電極および基板は、抵抗R14の一端に接続されている。抵抗R14、R15の接続ノードは、ノードND04に接続されている。抵抗R15、R16の接続ノードは、ノードND05に接続されている。
【0049】
この実施例においても、上述した第3の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、この実施例では、図3に示した第1トランジスタ14の電流IDS1と第2トランジスタ16の電流IDS2の交点付近で、図2に示したI-V特性の傾きを急峻にすることができる。この結果、第1および第2電圧V1、V2の変化に対するリセット信号RSTの追従性を、さらに向上できる。
【0050】
なお、上述した実施例では、nMOSトランジスタ14、16を使用してリセット回路を形成した例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、2つのpMOSトランジスタを使用してリセット回路を形成してもよい。
上述した実施形態および実施例では、本発明をSDRAMに適用した例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明をFCRAM(fast Cycle RAM)に適用してもよい。あるいは、本発明をマイクロコンピュータ、ロジックLSI、システムLSIに適用してもよい。
【0051】
以上の実施形態において説明した発明を整理して、付記として開示する。
(付記1) 電源電圧の上昇に追従して上昇する第1電圧をゲート電極で受ける第1トランジスタと、
ゲート幅Wおよびチャネル長Lの比W/Lが前記第1トランジスタの比W/Lより大きく、電源電圧の上昇に追従して上昇し前記第1電圧より低い第2電圧をゲート電極で受ける第2トランジスタとを備え、
所定の電源電圧で、前記第1トランジスタと前記第2トランジスタのソース・ドレイン間電流が等しくなることを利用して、リセット信号を生成することを特徴とするリセット回路。
【0052】
(付記2) 付記1記載のリセット回路において、
前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとのチャネル長Lが同一であることを特徴とするリセット回路。
(付記3) 付記1記載のリセット回路において、
前記第1トランジスタのドレイン電極および前記第2トランジスタのドレイン電極に接続され、該第1および第2トランジスタに電流を供給する負荷回路を備え、
前記リセット信号は、前記第1トランジスタの前記ドレイン電極および前記第2トランジスタの前記ドレイン電極の少なくとも一方の電圧変化に基づいて生成されることを特徴とするリセット回路。
【0053】
(付記4) 付記3記載のリセット回路において、
前記リセット信号の波形を成形する波形成形回路を備えていることを特徴とするリセット回路。
(付記5) 付記1記載のリセット回路において、
前記第1トランジスタのソース電極および前記第2トランジスタのソース電極に接続され、該第1および第2トランジスタに流れる電流を調整する接地回路を備えていることを特徴とするリセット回路。
【0054】
(付記6) 付記1記載のリセット回路において、
前記電源電圧に基づいて前記第1電圧および前記第2電圧を生成する電圧生成回路を備えていることを特徴とするリセット回路。)
(付記7) 内部回路を初期化するリセット回路を有する半導体装置であって、
前記リセット回路は、
電源電圧の上昇に追従して上昇する第1電圧をゲート電極で受ける第1トランジスタと、
ゲート幅Wおよびチャネル長Lの比W/Lが前記第1トランジスタの比W/Lより大きく、電源電圧の上昇に追従して上昇し前記第1電圧より低い第2電圧をゲート電極で受ける第2トランジスタとを備え、
所定の電源電圧で、前記第1トランジスタと前記第2トランジスタのソース・ドレイン間電流が等しくなることを利用して、リセット信号を生成することを特徴とするリセット回路を有する半導体装置。
【0055】
付記6のリセット回路では、第1電圧および第2電圧が、電圧生成回路により確実に生成される。
以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態およびその変形例は発明の一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。
【0056】
【発明の効果】
請求項1のリセット回路および請求項5のリセット回路を有する半導体装置では、第1トランジスタおよび第2トランジスタのソース・ドレイン間電流の値がクロスすることを利用して、リセット信号を生成することで、トランジスタの閾値によらず常に所定の電源電圧でリセット信号を発生できる。
【0057】
したがって、半導体装置内にこのリセット回路を形成した場合、半導体装置の内部回路を、閾値の変動の影響を受けることなく、電源電圧が所定の値になったときに常に初期化できる。
また、負荷回路により、第1および第2トランジスタのソース・ドレイン間電流に基づいて電圧を発生させることで、容易に、リセット信号を生成できる。電圧変化に基づいて生成されるリセット信号により、所定の回路を確実に初期化できる。
請求項2のリセット回路では、第1および第2トランジスタの間でサブスレッショルド特性の相対関係の制御性が良くなり、所望のV−I特性を容易に実現できる。
【0058】
請求項4のリセット回路では、リセット回路で消費する電流を最小限にしてリセット信号を生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】 nMOSトランジスタのI-V特性図である。
【図3】図1のリセット回路の動作を示す特性図である。
【図4】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す回路図である。
【図6】本発明の第3の実施例を示す回路図である。
【図7】図6のリセット回路の動作を示す特性図である。
【図8】本発明の第4の実施例を示す回路図である。
【図9】従来のリセット回路の例を示す回路図である。
【図10】従来のリセット回路動作を示す説明図である。
【符号の説明】
10 リセット回路
12 内部回路
14 第1トランジスタ
16 第2トランジスタ
18 電圧発生回路
20 負荷回路
22 接地回路
24 波形成形回路
26、28 電圧発生回路
30 負荷回路
32 接地回路
34 波形成形回路
36 電圧発生回路
38 負荷回路
40 接地回路
42、44 負荷回路
46 波形成形回路
48 電圧発生回路
R4〜R16 抵抗
RST リセット信号
V1 第1電圧
V2 第2電圧
VCC 電源線、電源電圧
VSS 接地線、接地電圧

Claims (5)

  1. 電源電圧の上昇に追従して上昇する第1電圧をゲート電極で受ける第1トランジスタと、
    ゲート幅Wおよびチャネル長Lの比W/Lが前記第1トランジスタの比W/Lより大きく、電源電圧の上昇に追従して上昇し前記第1電圧より低い第2電圧をゲート電極で受ける第2トランジスタと、
    前記第1トランジスタのドレイン電極および前記第2トランジスタのドレイン電極に接続され、該第1および第2トランジスタに電流を供給する負荷回路とを備え、
    所定の電源電圧で、前記第1トランジスタと前記第2トランジスタのソース・ドレイン間電流が等しくなることを利用して、リセット信号を生成し、
    前記リセット信号は、前記第1トランジスタの前記ドレイン電極および前記第2トランジスタの前記ドレイン電極の少なくとも一方の電圧変化に基づいて生成されることを特徴とするリセット回路。
  2. 請求項1記載のリセット回路において、
    前記第1トランジスタと前記第2トランジスタとのチャネル長Lが同一であることを特徴とするリセット回路。
  3. 請求項1記載のリセット回路において、
    前記電源電圧に基づいて前記第1電圧および前記第2電圧を生成する電圧生成回路を備えていることを特徴とするリセット回路。
  4. 請求項1記載のリセット回路において、
    前記第1トランジスタのソース電極および前記第2トランジスタのソース電極に接続され、該第1および第2トランジスタに流れる電流を調整する接地回路を備えていることを特徴とするリセット回路。
  5. 内部回路を初期化するリセット回路を有する半導体装置であって、
    前記リセット回路は、
    電源電圧の上昇に追従して上昇する第1電圧をゲート電極で受ける第1トランジスタと、
    ゲート幅Wおよびチャネル長Lの比W/Lが前記第1トランジスタの比W/Lより大きく、電源電圧の上昇に追従して上昇し前記第1電圧より低い第2電圧をゲート電極で受ける第2トランジスタと、
    前記第1トランジスタのドレイン電極および前記第2トランジスタのドレイン電極に接続され、該第1および第2トランジスタに電流を供給する負荷回路とを備え、
    所定の電源電圧で、前記第1トランジスタと前記第2トランジスタのソース・ドレイン間電流が等しくなることを利用して、リセット信号を生成し、
    前記リセット信号は、前記第1トランジスタの前記ドレイン電極および前記第2トランジスタの前記ドレイン電極の少なくとも一方の電圧変化に基づいて生成されることを特徴とするリセット回路を有する半導体装置。
JP2000317748A 2000-10-18 2000-10-18 リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置 Expired - Fee Related JP3703706B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000317748A JP3703706B2 (ja) 2000-10-18 2000-10-18 リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置
US09/820,714 US6429705B1 (en) 2000-10-18 2001-03-30 Resetting circuit independent of a transistor's threshold

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000317748A JP3703706B2 (ja) 2000-10-18 2000-10-18 リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002124861A JP2002124861A (ja) 2002-04-26
JP3703706B2 true JP3703706B2 (ja) 2005-10-05

Family

ID=18796485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000317748A Expired - Fee Related JP3703706B2 (ja) 2000-10-18 2000-10-18 リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6429705B1 (ja)
JP (1) JP3703706B2 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6943596B2 (en) * 2002-03-12 2005-09-13 Broadcom Corporation Power-on reset circuit for use in low power supply voltage applications
ITRM20020322A1 (it) * 2002-06-07 2003-12-09 Micron Technology Inc Rivelatore di bassa tensione di alimentazione.
JP4021283B2 (ja) 2002-08-28 2007-12-12 富士通株式会社 半導体装置
FR2844118B1 (fr) * 2002-08-29 2005-02-18 St Microelectronics Sa Circuit de detection de potentiel
JP4047689B2 (ja) * 2002-10-03 2008-02-13 沖電気工業株式会社 パワーオンリセット回路
JP2004304632A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Toshiba Corp パワーオンディテクタ、及びこのパワーオンディテクタを用いたパワーオンリセット回路
KR100548557B1 (ko) * 2003-05-21 2006-02-02 주식회사 하이닉스반도체 반도체 장치의 내부 전원발생장치
EP1501192B1 (en) * 2003-07-21 2014-02-26 Broadcom Corporation Power-on reset circuit for use in low power supply voltage applications
KR100605594B1 (ko) * 2003-10-31 2006-07-28 주식회사 하이닉스반도체 파워업신호 발생 장치
JP4025286B2 (ja) * 2003-12-26 2007-12-19 東芝マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体装置
KR100562636B1 (ko) * 2003-12-30 2006-03-20 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리 소자의 파워업 회로
KR100650816B1 (ko) * 2004-02-19 2006-11-27 주식회사 하이닉스반도체 내부 회로 보호 장치
US8253452B2 (en) * 2006-02-21 2012-08-28 Spansion Israel Ltd Circuit and method for powering up an integrated circuit and an integrated circuit utilizing same
KR100791075B1 (ko) * 2006-11-15 2008-01-03 삼성전자주식회사 파워 업 리셋 회로 및 이를 구비한 반도체 장치
US7873854B2 (en) * 2007-10-01 2011-01-18 Silicon Laboratories Inc. System for monitoring power supply voltage
JP2010147979A (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 Elpida Memory Inc 半導体装置およびパワーオンリセット回路の調整方法
JP6224994B2 (ja) * 2013-11-01 2017-11-01 キヤノン株式会社 情報処理装置およびその制御方法
CN103746681B (zh) * 2013-12-24 2017-06-30 北京时代民芯科技有限公司 一种cmos器件电源上下电输出三态控制电路
JP7251929B2 (ja) * 2018-06-21 2023-04-04 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置及びパワーオンリセット信号の生成方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4446381A (en) * 1982-04-22 1984-05-01 Zilog, Inc. Circuit and technique for initializing the state of bistable elements in an integrated electronic circuit
US4634905A (en) * 1985-09-23 1987-01-06 Motorola, Inc. Power-on-reset circuit having a differential comparator with intrinsic offset voltage
US5115146A (en) * 1990-08-17 1992-05-19 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Power-on reset circuit for controlling test mode entry
US5359233A (en) * 1990-09-28 1994-10-25 Dallas Semiconductor Corporation Reset monitor for detection of power failure and external reset
US5144159A (en) * 1990-11-26 1992-09-01 Delco Electronics Corporation Power-on-reset (POR) circuit having power supply rise time independence
US5530395A (en) * 1995-04-03 1996-06-25 Etron Technology Inc. Supply voltage level control using reference voltage generator and comparator circuits
KR100219501B1 (ko) * 1996-11-13 1999-09-01 윤종용 파워 온 리셋 회로

Also Published As

Publication number Publication date
US20020043994A1 (en) 2002-04-18
JP2002124861A (ja) 2002-04-26
US6429705B1 (en) 2002-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3703706B2 (ja) リセット回路およびリセット回路を有する半導体装置
JP3729278B2 (ja) 内部電源電圧発生回路
JP4462743B2 (ja) パワーオンリセット回路
JP3650186B2 (ja) 半導体装置および比較回路
JP3686176B2 (ja) 定電流発生回路及び内部電源電圧発生回路
JPH03290894A (ja) 内部降圧電源電圧を有する半導体装置における基板電圧発生回路
EP0747800A1 (en) Circuit for providing a bias voltage compensated for P-channel transistor variations
US20060140018A1 (en) Semiconductor memory device
KR100718901B1 (ko) 어드레스 발생 회로
KR100549947B1 (ko) 집적회로용 기준전압 발생회로
US7212046B2 (en) Power-up signal generating apparatus
KR20060075028A (ko) 콘택 저항의 온도 특성을 이용한 디지털 온도 감지기 및그를 사용한 셀프 리프레시 구동장치
KR100566302B1 (ko) 파워업 신호 발생 장치
JP3987674B2 (ja) 半導体集積回路
JP3810220B2 (ja) 内部電源供給発生器を有する集積回路半導体メモリ装置
US20070080725A1 (en) Power-up signal generator of semiconductor device
US6414522B1 (en) Bias generating circuit for use with an oscillating circuit in an integrated circuit charge pump
KR100207886B1 (ko) 입력신호의 레벨을 변환하는 레벨변환회로, 내부전위를 발생하는 내부전위 발생회로, 내부전위를 발생하는 내부전위 발생유닛, 신뢰성이 높은 반도체장치 및 고내압의 트랜지스터 제조방법
JP3868131B2 (ja) バックバイアス回路
KR20030043583A (ko) 기동 회로
JP3687482B2 (ja) パワーオンリセット回路
KR0152957B1 (ko) 반도체 메모리장치
KR100772711B1 (ko) 내부전원 생성장치
JP2002015599A (ja) 半導体記憶装置
JP2004350058A (ja) 電源スイッチ回路

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050426

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050720

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080729

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090729

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100729

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100729

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110729

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110729

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110729

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120729

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120729

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130729

Year of fee payment: 8

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees